Uvod u usporivače gorenja na bazi dušika za najlon

Uvod u usporivače gorenja na bazi dušika za najlon

Usporivači gorenja na bazi dušika karakteriziraju se niskom toksičnošću, nekorozivnošću, toplinskom i UV stabilnošću, dobrom učinkovitošću usporavanja gorenja i isplativošću. Međutim, njihovi nedostaci uključuju poteškoće u obradi i slabu disperziju u polimernoj matrici. Uobičajeni usporivači gorenja na bazi dušika za najlon uključuju MCA (melamin cijanurat), melamin i MPP (melamin polifosfat).

Mehanizam usporavanja plamena uključuje dva aspekta:

1. Fizički mehanizam „Sublimacija i endotermni efekt“: Usporivač gorenja smanjuje površinsku temperaturu polimernog materijala i izolira ga od zraka sublimacijom i apsorpcijom topline.
2. Katalitička karbonizacija i mehanizam intumescentnog djelovanja u kondenziranoj fazi: Usporivač gorenja reagira s najlonom, potičući izravnu karbonizaciju i širenje.

MCA pokazuje dvostruku funkciju u procesu usporavanja gorenja, potičući i karbonizaciju i pjenjenje. Mehanizam i učinkovitost usporavanja gorenja variraju ovisno o vrsti najlona. Studije o MCA i MPP u PA6 i PA66 otkrivaju da ovi usporivači gorenja potiču umrežavanje u PA66, ali potiču razgradnju u PA6, što rezultira boljim performansama usporavanja gorenja u PA66 nego u PA6.

1. Melamin cijanurat (MCA)

MCA se sintetizira iz melamina i cijanurne kiseline u vodi, tvoreći adukt s vodikovim vezama. Izvrstan je usporivač gorenja bez halogena, niske toksičnosti i s niskim stvaranjem dima, koji se obično koristi u najlonskim polimerima. Međutim, tradicionalni MCA ima visoku točku taljenja (razgrađuje se i sublimira iznad 400 °C) i može se miješati sa smolama samo u obliku čvrstih čestica, što dovodi do neravnomjerne disperzije i velike veličine čestica, što negativno utječe na učinkovitost usporivača gorenja. Osim toga, MCA prvenstveno djeluje u plinovitoj fazi, što rezultira niskim stvaranjem ugljena i labavim, nezaštitnim slojevima ugljika tijekom izgaranja.

Kako bi se riješili ovi problemi, korištena je molekularna kompozitna tehnologija za modificiranje MCA uvođenjem komplementarnog aditiva za usporavanje gorenja (WEX), koji snižava talište MCA, omogućujući zajedničko taljenje i ultrafinu disperziju s PA6. WEX također poboljšava stvaranje ugljena tijekom izgaranja, poboljšavajući kvalitetu ugljičnog sloja i jačajući učinak usporavanja gorenja kondenzirane faze MCA, čime se proizvode materijali za usporavanje gorenja s izvrsnim performansama.

2. Intumescentni usporivač plamena (IFR)

IFR je značajan sustav usporavanja gorenja bez halogena. Njegove prednosti u odnosu na halogenirane usporivače gorenja uključuju nisku emisiju dima i netoksično oslobađanje plina tijekom izgaranja. Štoviše, sloj ugljena koji nastaje IFR-om može apsorbirati rastaljeni, gorući polimer, sprječavajući kapanje i širenje vatre.

Ključne komponente IFR-a uključuju:

• Izvor plina (spojevi na bazi melamina)
• Izvor kiseline (usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika)
• Izvor ugljika (sam najlon)
• Sinergijski aditivi (npr. cinkov borat, aluminijev hidroksid) i sredstva protiv kapanja.

Kada je maseni omjer usporivača gorenja fosfora i dušika prema spojevima na bazi melamina:

• Ispod 1%: Nedovoljan učinak usporavanja gorenja.
• Iznad 30%: Isparavanje se događa tijekom obrade.
• Između 1% i 30% (posebno 7% i 20%): Optimalna svojstva usporavanja plamena bez utjecaja na obradivost.

  More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com